Redes de Computadores Introducción a las redes de ordenadores e Internet

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(1)Redes de Computadores. Introducción a las redes de ordenadores e Internet. Área de Ingeniería Telemática Dpto. Automática y Computación http://www.tlm.unavarra.es/.

(2) Hoy ‣ ‣ ‣ ‣. Introducción a esta asignatura Introducción a Internet Arquitecturas de protocolos Breve Historia de Internet. Introducción. 2.

(3) Redes de Computadores ‣. ‣. Asignatura del 4º semestre del Grado en Ingeniería Informática Área de Ingeniería Telemática 6 ECTS (~60horas presenciales ~90horas no presenciales) >. ~30 horas "teoria" (20h clases + 10h resolucion de problemas, parciales, examenes). >. ~30 horas "practicas" (practicas guiadas y realización de proyecto de software) En el Laboratorio de Telemática 2 (Edificio de los Pinos planta 1). ‣. Profesores: Mikel Izal ([email protected]) Francisco José Naranjo ([email protected]). ‣ ‣. Tutorias: Lunes 11:00-13:00 Martes 16:30-18:30 Jueves 12:00-14:00 Página de la asignatura en: http://www.tlm.unavarra.es >. La contraseña para matricularse es: Introducción. rc-feb-2013 3.

(4) Redes de Computadores ‣. ¿Qué es eso de las redes de ordenadores?. ‣. ¿Para que valen? ¿Como se pueden usar?. ‣. ¿Por qué funcionan?. Objetivos ‣. Explicar Internet (TCP/IP) como ejemplo de red de ordenadores dominante. ‣. Aprender practicando, utilizando el API de sockets para construir aplicaciones que usen la red. Introducción. 4.

(5) Redes de Computadores ‣. ‣. ‣ ‣ ‣ ‣. Las redes y el software de redes son sistemas complejos con muchas funciones... Para entenderlos se dividen en capas o niveles Hoy veremos cuales son estos niveles El curso se organizará siguiendo esta estructura... Bloque 1: Nivel de aplicación Bloque 2: Nivel de red Bloque 3: Nivel de enlace Bloque 4: Nivel de transporte. Aplicación Transporte Red Enlace. Introducción. 5.

(6) Redes de Computadores Bibliografía: ‣ Texto básico: Redes de computadores : un enfoque descendente basado en Internet. Kurose y Ross , Addison Wesley ‣. Consulta: TCP/IP protocol suite TCP/IP illustrated UNIX distributed programming. Forouzan, McGraw Hill Stevens, McGraw Hill Brown, Prentice Hall. Introducción. 6.

(7) Actividades de la asignatura ‣. ‣. Teoría: Jueves de 10:00 a 12:00 (aqui) > Clases > Sesiones de problemas en grupos (con problemas evaluables) > 1 parcial Prácticas: Jueves de 12:00 a 14:00 (Laboratorio de Telemática 2) > Uso del API de sockets (programando en C) > Herramientas de red en UNIX/Linux > Desarrollo de un proyecto de software de red por grupos > Retos/subproyectos individuales > >. Presentaciones de los proyectos Trabajo no presencial Introducción. 7.

(8) Evaluación ‣ ‣ ‣. ‣. Sobre la teoría (50%) 10% en problemas por grupos entregables en las sesiones 10% un examen parcial (25 abril) 30% examen final De este 40% individual hay que sacar un 15% para sumar el resto Ej: parcial: 6% examen: 7% problemas: 10%. Nota: 13% 1.3 no suman ni los problemas ni practicas Ej: parcial: 8% examen: 10% problemas: 10%. Nota: 28% + lo que saques en practicas Presentarse al examen implica presentarse a la asignatura Introducción. 8.

(9) Evaluación ‣ ‣ ‣. ‣. Sobre las practicas (50%) 15% en practicas guiadas 20% proyecto de software por grupos 15% subproyectos/retos/modificiaciones individuales Este 15% no puede ayudar a aprobar, solo se suma si ya has aprobado con lo demas Presentarse al proyecto por grupos implica presentarse a la asignatura. Introducción. 9.

(10) Evaluación ordinaria ‣. ‣. ‣. ‣. Individual > 30% examen > 10% parcial solo si con lo anterior has conseguido un 15% al menos se suma lo siguiente > 10% problemas en grupo > 15% practicas guiadas > 20% proyecto en grupos solo si con lo anterior has conseguido un 50% al menos se suma lo siguiente > 15% proyectos/retos individuales si te presentas al examen o al proyecto en grupos cuentas como presentado en la asignatura Introducción. 10.

(11) Evaluación extraordinaria ‣ ‣. ‣ ‣. Examen (80%) Sobre teoría, problemas, incluyendo preguntas de programacion A este se suma el 20% del proyecto por grupos Hay que sacar 40% al menos en el 80% del examen (5/10) Hay que sacar 50% con el examen + el proyecto. Introducción. 11.

(12) ¿Cómo hago para suspender la asignatura? ‣ ‣ ‣ ‣ ‣ ‣. No leer más que las transparencias de clase y no dedicar nada de tiempo fuera de la clase o el laboratorio Confiar en que el examen es con apuntes así que ya buscare la respuesta en los apuntes en el examen Buscar formas tipo de resolver los problemas en lugar de entender por que se resuelven así Preocuparme sobre todo de la nota, no de lo que aprendo Dejar que en los trabajos de grupo lo hagan todo los demás no vaya a ser que aprenda algo Copiar y confiar en que los profesores no se van a dar cuenta, no tienen programas automáticos que comparen las entregas y no van a aplicar la normativa de avisar de las copias para que se tenga en cuenta en otras asignaturas.. Introducción. 12.

(13) ¿Cómo hago para aprovechar la asignatura? ‣ ‣. ‣ ‣. ‣. ‣. ‣. Recuerda que lo importante no es la nota sino lo que consigas aprender Pensar antes de intentar conseguir la solución sin esfuerzo, preguntando a otros. No esta mal pedir ayuda pero te sientes mejor cuando consigues las cosas por ti mismo Llevar las cosas al día para estar tranquilo y que no importe un fallo concreto. No esperar a ultima hora para entender las cosas, usar las tutorías o preguntar en clase. En realidad no eres el único que no lo ha comprendido y muchas veces la duda no implica que vayas mas lento sino que otros no han pensado en ello como para tener esa duda Aprovechar las clases para preguntar al profesor. Lo que os vaya a contar ya está en los libros y en Internet, el valor de la clase es que puedes discutir para comprender las cosas. Para aprender cuestionarse siempre las cosas, no se trata de saber repetir lo que diga el profesor sino de pensar por qué. Una vez que acabe esta asignatura el saber hacer los problemas como yo digo que deben hacerse no os valdrá para nada. El saber resolverlos pensando si. Buscar las cosas que os resulten interesantes, que queráis saber como funcionan, así tendréis seguro que sacáis algo de valor. Introducción. 13.

(14) Hoy ‣ ‣. Introducción a esta asignatura Introducción a Internet Descripción a alto nivel de > > >. ‣ ‣. componentes y estructura principios básicos de funcionamiento tipos de enlaces. Arquitecturas de protocolos Breve Historia de Internet. Introducción. 14.

(15) Introducción a Internet ‣. Red de ordenadores conectados entre si directamente o a través de sistemas intermedios. Introducción. 15.

(16) Componentes ‣ ‣ ‣. P Hosts y routers SO Sistemas operativos, programas y protocolos Unidos por enlaces de comunicaciones > capacidad y retardo > uno a uno (punto a punto) + cable, fibra + enlaces radio > redes de área local + cable + inalámbricas. P. SO. P. SO. SO SO. P. SO. Introducción. P. SO. 16.

(17) Topología ‣ ‣. Redes de acceso Proveedores de Acceso a Internet (ISPs) >. locales regionales. >. backbone. >. ISP local. ISP local. ISP regional. ISP backbone ISP backbone. ISP local. ISP backbone ISP backbone. ISP regional. ISP local ISP regional ISP local. ISP regional ISP local. ISP local. Introducción. ISP local. 17.

(18) Organización ‣. No hay una organización que controle Internet >. ‣. Hay varias entidades (ONGs) que organizan > > >. ‣. Sin embargo funciona gracias a programas y protocolos que tienen que entenderse aunque hayan sido escritos por diferentes entidades ISOC Internet Society ICANN (ante IANA), asignacion de nombres y números IETF: Internet Engineering Task Force. Documentos del IETF > >. Request for Comments RFCs Internet Standards STD. Introducción. 18.

(19) Descripción de servicios ‣ ‣. ¿Que ofrece Internet? Permite escribir aplicaciones distribuidas que corran en los hosts conectados a Internet y se comuniquen entre si >. ‣. Dos servicios para las aplicaciones distribuidas > >. ‣. Aplicaciones distribuidas como: web, mensajería, correo, audio y video streaming, telefonia, juegos distribuidos, comparticiión de archivos... Servicio fiable orientado a conexión Servicio no fiable y no orientado a conexión. Calidad de servicio? No garantiza tiempo ni velocidad (best-effort) Introducción. 19.

(20) Principios de redes de Telecomunicaciones ‣. Dos paradigmas >. >. 948 169 99. Conmutación de circuitos + Recursos comunes a compartir Red telefónica se establecen y se liberan circuitos + dirección destino = numero de teléfono Telefonía Conmutación de paquetes + Recursos comunes los routers La información a enviar se divide en paquetes y los nodos reenvían cada paquete. + dirección de red : dirección IP + Mayor velocidad + Mejor utilización del enlace + Calidad no garantizada. 94816999. A. B. C. Redes de ordenadores / Internet. Introducción. 20.

(21) Principios de redes de Telecomunicaciones ‣ ‣. Redes de conmutación de paquetes Dos modelos para el encaminamiento >. >. ‣. Red Orientada a Conexión (Circuitos Virtuales) + Estado en los nodos de las conexiones que los atraviesan + No hay reserva de enlaces, solo acelera la búsqueda del camino + Paquetes de control para establecer la conexión Red no orientada a Conexión (Datagramas) + Los nodos no tienen estado (mas simples) + Cada paquete lleva su dirección de destino, hay que decidir el camino para cada paquete. De que tipo es Internet? Introducción. 21.

(22) Enlaces y tecnologias ‣. Hosts y routers pueden estar conectados por > > >. ‣. Cable: par de cobre (telefonico), cable de varios pares, enlaces serie RS-232, hoy incluso USB o Firewire Cable de fibra óptica Enlace punto-a-punto a través de otras redes: alquilar una linea telefónica, usando un modem sobre una llamada telefónica, un circuito sobre una red X.25, FrameRelay o ATM. Cualquier medio que permita comunicarse a dos pares lo llamaremos Enlace punto-apunto. Introducción. 22.

(23) Enlaces y tecnologias ‣. Medios compartidos > >. Bus de cable coaxial que permite a un ordenador conectado ser escuchado por todos los que estén conectados al mismo bus Redes en estrella que retransmitan lo que envía un ordenador a todos los conectados a la misma red. ‣. Permiten comunicaciones entre los conectados Redes de Área Local. ‣. También hay LANs basadas en conmutación y en anillos Introducción. 23.

(24) Enlaces y tecnologias ‣. ‣. Redes Inalámbricas Medio: el aire para transmitir radio, microondas, laser... punto a punto > >. ‣. Radioenlaces Enlaces LASER. medio compartido > >. WiFi Bluetooth. Introducción. 24.

(25) Resumen ‣ ‣. ‣. Las tecnologías para comunicar dos extremos son objeto de otras asignaturas Nos interesa como se organiza la red y como funciona el software y el hardware que hace que funcione como red Lo fundamental es software: PROTOCOLOS. Introducción. 25.

(26) Hoy ‣ ‣. Introducción a esta asignatura Introducción a Internet Descripción a alto nivel de > > >. ‣ ‣. componentes y estructura principios básicos de funcionamiento tipos de enlaces. Arquitecturas de protocolos Breve Historia de Internet. Introducción. 26.

(27) Protocolos ‣. ‣. ‣. Internet es una serie de elementos interconectados entre si, estos elementos corren programas Los programas deben comunicarse entre si para lograr aplicaciones y servicios Los protocolos ordenan esta comunicación de forma que sistemas programados por diferentes personas sean capaces de negociar y comunicarse Introducción. 27.

(28) Protocolos ‣. ¿Qué es un protocolo?. Protocolos humanos ‣ “que hora es?” ‣ preguntar en clase reglas de comunicación mensajes específicos acciones de respuesta a los mensajes. Protocolos de red ‣ ordenadores y programas ‣ toda la comunicación de Internet controlada por protocolos reglas de comunicación formato y tipo de los mensajes entre entidades de red, acciones como respuesta a los mensajes Introducción. 28.

(29) Protocolos ‣. Ejemplos Hola. Conexión TCP. Hola. Conexión aceptada. Tienes hora?. GET http://www.tlm.unavarra.es. Las 2:00. pagina web. tiempo. Introducción. 29.

(30) Niveles de protocolos ‣. El software de red se organiza en torres de protocolos. Diferentes funciones en cada nivel. Cada nivel usa los servicios del nivel inferior. para hablar con otros entes de su nivel. y ofrecer un servicio al nivel superior ‣. Ejemplo: Envíos seguros. Envíos seguros. Envíos. Envíos. Introducción. 30.

(31) Cabeceras y PDUs ‣ ‣. ‣. Entidades de nivel N Intercambian PDUs (protocol data units) de nivel N con su homologo del mismo nivel en el otro extremo PDU nivel N transporta PDU de nivel N+1 y añade una cabecera de nivel N N+1. N+1. N. N Introducción. 31.

(32) Niveles de protocolos ‣. Funciones típicas de los niveles > > > >. ‣. Control de error Control de flujo Segmentación y reensamblado Multiplexación. Error. retransmite. Puede un nivel ofrecer un servicio orientado a conexión sobre un nivel que ofrezca datagramas? Introducción. 32.

(33) Niveles de protocolos ‣. Nivel Físico: envía una corriente de bits al otro extremo de un enlace >. Cuestiones físicas, conectores, modulación de los bits, cómo se envían los bits con cada tecnología 10101001.... Físico. ‣. Nivel de enlace: envía tramas entre dos extremos de un enlace. Comunicación entre vecinos > > > >. Encapsulado de la información en tramas Detección de errores Establecimiento del enlace Compartición del medio si no es punto-a-punto Introducción. 33.

(34) Niveles de protocolos ‣ ‣. Nivel de red hacer llegar el mensaje al destino Ofrece servicio de envío a cualquier nodo Nivel de transporte Ofrece servicio de mensajes o conexiones a las aplicaciones. Envía estos datos a este programa. Transporte. Transporte. Envía este paquete a este ordenador. Red Red. Red Red. Red Red. Introducción. 34.

(35) Modelo OSI ‣. ISO (International Standards Organization) propuso el modelo OSI (Open Systems Interconnection), basado en 7 capas 7 Aplicación. 7 Aplicación. 6 Presentación. 6 Presentación. 5 Sesión. 5 Sesión. 4 Transporte. 4 Transporte. 3 Red. 3 Red. 3 Red. 2 Enlace. 2 Enlace. 2 Enlace. 1 Físico. 1 Físico. 1 Físico. Introducción. 35.

(36) Internet ‣ ‣. Mientras OSI escribía su modelo, surgio Internet como red de interconexión de redes de area local Descripción con niveles estilo OSI.... Aplicaciones. Transporte entre aplicaciones 2 protocolos a elegir TCP o UDP Nivel de Interconexión de LANs Llamado por ello nivel de Internet equivalente al nivel 3 Red Más conocido como Internet Protocol o IP. Transporte Internet. Niveles 1 y 2 permiten redes de área local (LAN). Enlace Físico. Protocolos TCP/IP Introducción. 36.

(37) Protocolos de Internet: TCP/IP ‣. Aplicaciones/servicios. La pila TCP/IP. Web. Mail Telnet. Chat. Envío entre aplicaciones/servicios (direcciónes IP + puertos) Transporte TCP /UDP. Envío entre ordenadores (direcciónes IP). Nivel de Red IP Ethernet. Inalambricas PPP. Introducción. 37.

(38) Historia de Internet 1961-1972 ‣. ‣. ‣. ‣. En 1960s se propuso la conmutación de paquetes como alternativa a la red telefónica Primera publicación [Kleinrock 1961] en el MIT L. Roberts propuso el primer plan para ARPAnet IMP interface message processors (routers) SRI UTAH 1969 primer IMP se instala en UCLA UCSB le siguen SRI, UCSB y UTAH En 1972 ARPAnet tiene ya unos 15 nodos SRI UCSB. UTAH. Illinois MIT. Lincoln. UCLA CASE. STAN CARN. SDC UCLA. RAND. BBN. Introducción. Harvard. Burroughs. 38.

(39) Historia de Internet 1972-1980 ‣ ‣. ‣. ‣ ‣ ‣. 1972 primer e-mail 1973-74 Conexión a Europa ARPA cambia de nombre a DARPA van apareciendo tecnologías y redes de área local diferentes, ethernet, packetradio... V.Kerf and R.Khan trabajan en interconexión de redes aparece el termino Internetting 1974 primer TCP 1978 TCP supone mucha carga a los routers. Se divide en TCP e IP 1979 ARPANET tiene 200 nodos 1980 Un nuevo nodo cada 20 dias. Introducción. 39.

(40) Historia de Internet 1980-1990 ‣ ‣. ‣ ‣. ‣. 1982 1983. . . 1986 1988. TCP/IP estandar del DoD MILNET para el trafico militar. Completada transición a TCP/IP. 4.2 BSD (Sockets) NSFNET entre centros de investigacion (enlaces a 56Kbps) NSFNET promueve enlaces a T1 (1.544Mbps). . . Intento de cambiar Internet a los protocolos OSI Un gusano (worm) bloquea internet. 1989 Nace la “Web”. 100000 máquinas conectadas Introducción. 40.

(41) Historia de Internet 1990’s ‣ ‣. ‣ ‣. ‣ ‣. ‣ ‣ ‣. 1990 ARPAnet deja de existir, NSFNET es el nuevo backbone 1991 NSFNET promueve sus enlaces a T3 (44Mbps). Y permite la conexión de redes comerciales 1992 se funda la ISOC 1993 NSF deja de fundar redes. Internet comercial. 19000 redes. Mosaic 1994 Decisión de no cambiar a OSI 1995 NSFNET “decomisioned”. Internet comercial 50000 redes 1998 google 2005 youtube 2012 IPv6 ?? Introducción. 41.

(42) Conclusiones ‣ ‣ ‣. ‣ ‣. Las Redes de Ordenadores se describen con sus arquitecturas de protocolos Modelo OSI con capas bien definidas y complicadas Modelo Internet con capas menos definidas y mas simples... es el que se utiliza A partir de ahora veremos las capas de protocolos TCP/IP Siguiente clase: el nivel de aplicación de Inet Introducción. 42.

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